Система за запалване (ВАЗ-1111)

Автомобилите Oka използват безконтактна високоенергийна система за запалване. Тя има вместо прекъсвач (с контакти) за отваряне на веригата за ниско напрежение се използва електронен ключ, който отваря и затваря веригата, когато мощният изходен транзистор е заключен и отключен (без контакти).

Компонентите на системата за запалване включват: бобина за запалване, превключвател за запалване, сензор за синхронизиране на искра, превключвател и проводници за високо и ниско напрежение. Обикновено системите за запалване също използват разпределител на запалването, за да доставят последователно високоволтови импулси към цилиндрите на двигателя. Тук няма разпределител на запалването и импулси с високо напрежение се подават едновременно към свещите на двата цилиндъра и два пъти по време на работния цикъл на двигателя (за два оборота на коляновия вал). Така един импулс във всеки цилиндър работи, а вторият е на празен ход.

Запалителна бобина

Бобината за запалване е високоенергийна тип 29.3705, с два високоволтови извода и отворена магнитна верига. Закрепва се с две гайки към скобата на калника на лявото колело.

Бобината за запалване има сърцевина 4, изработена от тънки пластини от електротехническа стомана. Първичната намотка е навита върху картонена рамка върху сърцевината (ниско напрежение) намотка 5 и след това вторична (високо напрежение) намотка 2. Слоевете намотки са разделени от електроизолационна хартия, а намотките са изолирани помежду си с пластмаса. Краищата на първичната намотка са запоени към щепсели 3, а вторичната намотка към гнезда 6. Сърцевината с намотките е запълнена с пластмаса. Съпротивлението на първичната намотка е (0,5±0,05) Ohm, а на вторичната намотка е (11+1,5) kOhm.


При автомобили Oka може да се използва и сменяема запалителна бобина тип 3012.3705. Представлява трансформатор със сърцевина от Ш-образни пластини от електротехническа стомана. Намотките са запълнени с изолационна пластмаса. Съпротивлението на първичната намотка на бобина 3012.3705 е (0,35±0,035) Ohm, а на вторичната намотка е (4,23±0,42) kOhm.

Превключване

Електронният превключвател се използва за прекъсване на тока в първичната верига на запалителната бобина въз основа на сигнали от сензора за синхронизиране на искра. Превключвателят е монтиран в двигателното отделение и е закрепен с две гайки върху скоба, заварена към предния щит.

На автомобили Oka могат да се използват превключватели от различни марки: 3620.3734, или BAT 10.2, или HIM-52, или 76.3734, или PT1903, или PZE4022, или K563.3734. Всички те са взаимозаменяеми. Превключвателите на първите две марки са сглобени от отделни елементи - транзистори, микросхеми, резистори и др., Запоени в обща верига върху печатна платка, изработена от фибростъкло с фолио. За прекъсване на тока се използва мощен високоволтов транзистор от типа KT-848A, специално проектиран за работа във високоенергийна запалителна система. Печатната платка заедно с изходния транзистор са поставени в лят алуминиев корпус.

Превключвателите на марките BAT 10.2 и HIM-52 имат хибриден дизайн, т.е. всичките им елементи са комбинирани в една голяма интегрална схема. Конструктивно тези превключватели са поставени в малък правоъгълен пластмасов корпус, монтиран върху метална плоча.

Превключвателят поддържа постоянна стойност на токовите импулси (диаграма II, лист 33) на ниво от 8...9 A, независимо от колебанията на напрежението в бордовата мрежа на автомобила. Веригата на превключвателя съдържа устройство за автоматично намаляване на продължителността на токовия импулс в първичната намотка на бобината на запалването, когато скоростта на коляновия вал на двигателя се увеличава. Освен това има автоматично изключване на тока през запалителната бобина, когато двигателят не работи, но запалването е включено. След 2...5 секунди след спиране на двигателя, изходният транзистор на ключа се заключва, без да се създава искра върху свещите.

Ключ за запалване

Ключът за запалване е предназначен за включване и изключване на веригите за запалване, стартиране на двигателя и други консуматори. Той е прикрепен към скобата на кормилния вал с помощта на скоба 7 и може да бъде от два взаимозаменяеми типа: 2108-3704005-40 от местно производство и KZ-813, произведен в Унгария. Ключовете за запалване се използват заедно с релето за запалване тип 113.3747-10, което е фиксирано под арматурното табло.

Структурно превключвателите KZ-813 и 2108-3704005-40 са проектирани по различен начин. Ключът за запалване KZ-813 има цилиндрично тяло 12, в което са вкарани контактната част 13 и ключалката 16, свързани с винтове. Ключалката е закрепена в корпуса с винт и щифт 17, който влиза в отвора а на корпуса. За да извадите ключалката от корпуса, е необходимо да вдлъбнете щифта 17. Отвън ключът за запалване е покрит с пластмасова облицовка 15.

В ключ за запалване 2108-3704005-40 ключалка 9 е разположена в корпус 8. Контактната част 10 е поставена върху ключалката и закрепена към корпуса с винт. Превключвателят също е покрит отвън с пластмасов корпус 11.

Ключът за запалване е реверсивен, т.е. може да се постави в ключалката във всяка позиция. И двата ключа за запалване имат ключалка в ключалката, за да се предотврати повторно включване на стартера без първо да се изключи запалването, т.е. Не е възможно да завъртите ключа отново от позиция I в позиция II, без първо да го върнете в позиция 0. Освен това има устройство против кражба. Принципът на неговото действие е, че след изваждане на ключа от ключалката в положение III ("Паркинг"), заключващият прът 18 излиза от корпуса, влиза в жлеба на кормилния вал и го заключва.

Диаграмата на превключване показва кои контакти са затворени в различни ключови позиции. Напрежението от източници на захранване се подава към контактите "30" и "30/1" и се отстранява от контактите "INT", "50", "15/2" и "R". Контакт "15/1" (за да включите веригата на запалването) няма директен изход към щепселите на блок 37, а само чрез реле за запалване 36.

Запалителна свещ

Свещта е предназначена да запали горимата смес в цилиндрите чрез искров разряд между електродите. Автомобилите Oka могат да бъдат оборудвани със свещи FE65PR или FE65CPR, произведени в Босна. Разликата на запалителната свещ FE65CPR е, че има медна сърцевина в централния електрод за подобряване на разсейването на топлината от края на електрода към тялото (буквата C в обозначението на свещта показва това). Буквата F в обозначението показва, че тялото на свещта има резба M14X1.25, а втората буква (E) показва, че дължината на тази резба е 19 mm. Числата (65) характеризират светещото число на запалителната свещ. Буквата P означава, че термичният конус (полата) на изолатора излиза извън края на корпуса, а буквата R означава, че запалителната свещ има определено вътрешно съпротивление за потискане на радиосмущенията.

Могат да се монтират и подобни местни запалителни свещи A17DVR, или A17DVRM, или A17DVRM1.

Дизайнът на свещите е неразделим. Керамичен изолатор 20 е навит в стоманен корпус 22, вътре в който е композитен електрод, състоящ се от контактен прът 21 и централен електрод 26. Към корпуса е заварен страничен електрод 27. Долната част на пръта 21 и горната част на централния електрод са запълнени със специален проводим стъклен уплътнител 23 със съпротивление 4...10 kOhm. Той предотвратява проникването на газове през отвора на изолатора и в същото време действа като резистор за потискане на радиосмущенията. За да се предотврати изтичането на газ през резбата на корпуса, се използва уплътнителна шайба 24, изработена от меко желязо, която се затяга между корпуса на свещта и крайната повърхност на гнездото в главата на цилиндъра

Разстоянието между електродите на запалителната свещ трябва да бъде в рамките на 0,7...0,8 mm. Регулира се чрез огъване на страничния електрод 27. Не е позволено да се регулира междината чрез огъване на централния електрод, тъй като това може да счупи полата на изолатора. Когато запалителната свещ работи, металът се прехвърля от страничния електрод към централния електрод. В резултат на това на страничния електрод се образува вдлъбнатина, а на централния електрод - туберкула. Следователно е необходимо да се провери разстоянието между електродите на запалителната свещ не с плоска сонда, а с кръгла сонда.

Пролуката между тялото на запалителната свещ и изолатора е запечатана с помощта на стоманена шайба 25 и топлинно запечатан корпус. Топлинното утаяване се състои в нагряване на корпусния пояс (под шестоъгълника) високочестотни токове до температура 700...800°C и последващо изпитване под налягане на корпуса със сила 20...25 kN. Шайба 25 също така служи за разсейване на топлината от изолатора към корпуса, поддържайки температурата на изолационната пола на определено ниво.

Температурата на изолатора по време на работа на двигателя зависи главно от дължината на полата и термичното напрежение на двигателя. Колкото по-дълга е полата, толкова по-лошо е разсейването на топлината от полата към тялото и толкова "по-гореща" е свещта. Оптималната температура на полата на изолатора трябва да бъде в рамките на 500...600°C. Ако температурата е под 500°C, т.е. полата е къса и запалителната свещ е "студена", тогава въглеродните отлагания ще бъдат интензивно отложени върху полата на изолатора. Ако температурата е над 600°C, въглеродните отлагания ще изгорят, но двигателят ще претърпи преждевременно запалване на горимата смес от нагрятата преграда, а не от искрата. Това явление се нарича тлеещо запалване. Проявява се в тропащи звуци в двигателя и факта, че след изключване на запалването двигателят продължава да работи известно време.

Предварителното запалване е вредно явление. Това води до намаляване на мощността и прегряване на двигателя, преждевременно износване на основните му части и може да бъде причина за пукнатини в изолаторите на свещите и изгаряне на електродите.

За да се оцени способността на запалителната свещ да запали с тлеене, нейното обозначение включва число на сияние - абстрактна стойност, пропорционална на средното индикаторно налягане в цилиндрите на двигателя, при което се получава запалване с тлеене. Определя се при специални едноцилиндрови двигатели чрез постепенно увеличаване на работното налягане (и следователно температури) в цилиндъра. Колкото по-високо е налягането в цилиндъра, при което се получава предварително запалване, толкова по-висок е топлинният рейтинг, т.е. толкова "по-студена" е запалителната свещ.

За всеки модел двигател запалителната свещ се избира индивидуално според топлинната мощност. Следователно не е разрешено да се използват други свещи на автомобили Oka, освен посочените по-горе.

Проводници за високо напрежение

Проводниците предават високоволтови импулси от бобината към запалителните свещи. Те могат да бъдат от две степени: PVVP-8 или PVPPV-40. Поради увеличената дебелина на изолацията, те имат външен диаметър от 8 mm вместо 7 mm за проводници на конвенционална система за запалване.
Сърцевината на проводника е шнур 32, изработен от ленени влакна, затворен в обвивка 31, изработена от пластмаса с максимално добавяне на ферит. Върху тази обвивка има проводима намотка, изработена от желязо-никелова сплав. Този тип дизайн на проводника има съпротивление, разпределено по дължината му и намалява радио и телевизионните смущения. Съпротивлението на намотката е 2000±200 Ohm/m за проводници PVVP-8 и 2550±270 Ohm/m за проводници PVPPV-40. Външната страна на проводника е изолирана с червена PVC пластмаса (на проводниците на PVVP-8) или облъчен син полиетилен (тел PVPPV-40).

Сензор за синхронизиране на искри

Сензорът за искров момент тип 5520.3706 се използва за генериране на управляващи импулси с ниско напрежение към превключвателя. Съдържа центробежни и вакуумни регулатори за изпреварване на запалването и безконтактен микроелектронен контролен импулсен сензор.

Сензорът за синхронизиране на искра е монтиран на корпуса на спомагателния блок (вижте глава 7) и се задвижва директно от задния край на разпределителния вал чрез съединител 9. Съединителят има две гърбици с различна ширина, които влизат в съответните канали на разпределителния вал, които също имат различна ширина. Това осигурява прецизно взаимно разположение на разпределителния вал и вала 8. Това е необходимо, така че управляващите импулси на сензора да са точно синхронизирани, за да съответстват на фазите на работния процес в цилиндрите на двигателя (вижте глава 8).

Тялото на 18 е излято от алуминиева сплав. Валът 8 се върти в две металокерамични втулки 10 и 22. Втулката 10 се притиска в корпуса и се смазва с масло, идващо от системата за смазване на двигателя. За да се предотврати проникването на масло в датчика за синхронизиране на искра, в корпуса на втулката 22 е монтирано самозатягащо се гумено уплътнение 22, заобиколено от филцов пръстен 23, напоен с масло, което е достатъчно за целия експлоатационен живот на датчика за синхронизиране на искра. Аксиалният свободен ход на вала 8 трябва да бъде не повече от 0,35 mm. Регулира се по време на монтажа чрез избор на дебелината на шайбите, разположени между съединителя и корпуса, както и между корпуса и водещата плоча 6 на центробежния регулатор.

Валът съдържа частите на центробежния регулатор на запалването: водещата плоча 6 с две тежести 5 и задвижваната плоча 4. Водещата плоча е закрепена към вала, а задвижваната плоча заедно с екрана 3 образува едно цяло с втулката, която е поставена върху вала и фиксирана към него със заключваща шайба. Водещата и задвижваната плочи са закрепени към стълбове, към които са закачени пружини, затягащи плочите. Долният край на един от стълбовете на задвижваната плоча е ограничител. Той влиза в жлеба на задвижващата плоча и не позволява на задвижваната плоча да се завърти спрямо ролката с повече от 16,5°.

Когато двигателят работи, под действието на центробежни сили тежестите 5 се разминават, езиците им се опират в задвижваната плоча 4 и, преодолявайки съпротивлението на пружините, го завъртат (и следователно екран 3) спрямо ролката. По този начин сито 3 се задвижва във въртене не директно от ролката, а чрез тежести и може да бъде завъртяно от тежести на 16,5° спрямо ролката.

Има две пружини, които затягат плочи 4 и 8. Те се различават по своята еластичност. Пружината, която има висока еластичност, е монтирана с малко напрежение и не позволява на тежестите да се разминават при ниски скорости на въртене на коляновия вал. Центробежният регулатор влиза в действие при скорост на коляновия вал над 1000 об/мин, когато центробежната сила на тежестите започва да преодолява съпротивлението на тази пружина. При по-високи скорости на въртене влиза в действие и втората пружина (по-твърди и свободно монтирани на стелажи). Това осигурява определена промяна в ъгъла на запалване при различни скорости на въртене на коляновия вал на двигателя.

Вакуумният регулатор на момента на запалване е закрепен към корпуса с два винта. Състои се от корпус 11 с капак 12, между които е захваната гъвкава диафрагма 14. От едната страна към диафрагмата е закрепен прът 16, а от другата страна има пружина, която притиска диафрагмата с пръта в посоката на въртене на ролката. Прътът 16 е шарнирно свързан към опорната плоча 2 на сензора. Под действието на вакуума диафрагмата се огъва и чрез пръта завърта пластина 2 заедно с безконтактния датчик по посока на часовниковата стрелка, т.е. срещу посоката на въртене на ролката. Опорната плоча 2 на сензора е монтирана върху сачмен лагер 21, притиснат в държача 1.

Безконтактният датчик 17 е закрепен с винтове към плоча 2. Принципът му на действие се основава на ефекта на Хол. Състои се от появата на напречно електрическо поле в полупроводникова плоча с ток, когато върху нея действа магнитно поле. Сензорът се състои от полупроводникова пластина с интегрирана микросхема 24 и постоянен магнит 25 с радиоуправление. Между плочата и магнита има празнина, в която има стоманен екран 3 с два слота.

Когато тялото на екрана премине през пролуката на сензора (виж снимката), тогава магнитните силови линии са затворени през екрана и не действат върху плочата. Следователно в плочата не възниква потенциална разлика. Ако в пролуката има процеп на екрана, тогава върху полупроводниковата плоча действа магнитно поле и потенциалната разлика се премахва от нея.

Интегрална схема, вградена в сензора, преобразува потенциалната разлика, възникваща върху плочата, в импулси на напрежение с отрицателна полярност. По този начин, когато тялото на екрана е в междината на сензора, на изхода му има напрежение, което е приблизително 3 V по-малко от захранващото напрежение. Ако процепът на екрана преминава през пролуката на сензора, напрежението на изхода на сензора е близо до нула (не повече от 0,4 V).

Работа на системата за запалване

След включване на запалването контактите "30" и "87" на релето за запалване 26 се затварят. Чрез тях захранващото напрежение се подава от акумулатора към един от клемите за ниско напрежение на запалителната бобина 31, към щепсел "4" на превключвателя 29 и от неговия щепсел "5" по-нататък към безконтактния датчик 17.

Когато коляновият вал на двигателя се завърти от стартера, екран 3 се завърта и сензор 17 изпраща правоъгълни импулси I към щепсела "6" на превключвателя, който ги преобразува в импулси II на тока в първичната намотка на бобината на запалването. Токът първо нараства плавно до стойност от 8...9 A, а след това при сигнал от датчика рязко се прекъсва. Момент на прекъсване на тока (съответстваща на момента на образуване на искра) се определя от прехода на сензорния импулс от високо към ниско ниво. В този случай амплитудата на импулсите на напрежение III на изходния транзистор на ключа в момента на прекъсване на тока достига 350...400 V. Продължителността на импулсите на тока зависи от честотата на въртене на коляновия вал. При 14V захранващо напрежение то намалява от приблизително 8ms при 750rpm до 4ms при 1500rpm.

Токът, протичащ в първичната намотка на бобината за запалване, създава магнитно поле около завоите на намотката. В момента на прекъсване на тока магнитното поле се свива рязко и, пресичайки завоите на вторичната намотка, индуцира в нея ЕМП от около 22...25 kV. Токът с високо напрежение е затворен по пътя: горна клема за високо напрежение на бобина 31 - свещ на първия цилиндър - маса - свещ на втори цилиндър - долна клема за високо напрежение на бобината на запалването. В този случай възниква искров разряд едновременно в две свещи: първия и втория цилиндър. По това време в един от цилиндрите завършва тактът на компресия и изпускането запалва горимата смес, докато в другия цилиндър по това време изпускането на отработените газове завършва и изпускането става на празен ход.

Горимата смес изгаря приблизително за хилядни от секундата. През това време коляновият вал на двигателя се завърта на 20...50° (в зависимост от честотата на въртене). За да се постигне максимална мощност и ефективност на двигателя, е необходимо горимата смес да се запали малко по-рано, отколкото буталото достигне ГМТ, така че изгарянето да приключи, когато коляновият вал се завърти на 10...15° след ГМТ, т.е. искровото разреждане трябва да се създаде с необходимото време за изпреварване.

При прекалено ранно запалване, когато ъгълът на изпреварване на запалването е твърде голям, горимата смес изгаря преди буталото да достигне TDC и го забавя. В резултат на това мощността на двигателя намалява, появяват се тропащи шумове, двигателят прегрява и работи нестабилно при ниски обороти на празен ход. При късно запалване горимата смес ще изгори, когато буталото се движи надолу, т.е. при условия на нарастващ обем. В този случай налягането на газа ще бъде значително по-ниско, отколкото при нормално запалване, а мощността на двигателя също ще намалее, освен това сместа може да изгори в изпускателната тръба.

За да може горивото да се запали своевременно, всяка скорост на двигателя изисква собствен ъгъл на изпреварване на запалването. Елементарно (монтаж) ъгълът на запалване е 1° ±1° (4° ±1° за двигатели 11113) при скорост на коляновия вал 820...900 об / мин. С увеличаване на скоростта на въртене ъгълът на запалване трябва да се увеличи, а с намаляване на скоростта на въртене трябва да намалее. Тази задача се изпълнява от центробежен регулатор на времето за запалване.

С увеличаване на скоростта на въртене на ролката, тежестите 5 се въртят спрямо осите си под действието на центробежни сили. Езиците на тежестите почиват срещу задвижваната плоча 4 и, преодолявайки напрежението на пружините, го завъртат заедно с екрана 3 в посоката на въртене на вала под ъгъл А. Сега прорезът на екрана преминава по-рано (под ъгъл А) през процепа на сензора и издава импулс по-рано, т.е. напредъкът на запалването се увеличава. Когато скоростта на въртене намалява, центробежните сили намаляват и пружините завъртат задвижваната плоча 4 заедно с екрана срещу посоката на въртене на вала, т.е. изпреварването на запалването намалява.

При промяна на натоварването на двигателя съдържанието на остатъчни газове в цилиндрите на двигателя се променя. При големи натоварвания, когато дроселовите клапи на карбуратора са напълно отворени, съдържанието на остатъчен газ в работната смес е ниско, работната смес е богата и гори по-бързо и запалването трябва да стане по-късно. Когато натоварването на двигателя намалее (капак на дросела) количеството на остатъчните газове се увеличава, работната смес става по-бедна и гори по-дълго, така че запалването трябва да стане по-рано. Ъгълът на изпреварване на запалването се регулира в зависимост от натоварването на двигателя от вакуумния регулатор на изпреварването на запалването.

Мембраната 14 на този регулатор се влияе от вакуума, предаван от областта над дроселната клапа на първичната камера на карбуратора. Когато дроселната клапа е затворена (празен ход на двигателя), дупката, през която се предава вакуума към регулатора е по-висока от ръба на дроселовата клапа и вакуум регулатора не работи.

Когато дроселната клапа се отвори леко, в областта на отвора се появява вакуум, който се предава на вакуумния регулатор. Диафрагмата 14 се изтегля назад и с помощта на прът 16 завърта опорната плоча 2 на сензора срещу посоката на въртене на ролката. Моментът на запалване се увеличава. Тъй като дроселната клапа се отваря още повече, (увеличаване на натоварването) вакуумът намалява и пружината избутва диафрагмата обратно в първоначалното й положение. Опорната плоча на сензора се върти в посоката на въртене на вала и изпреварването на запалването намалява.